Определение допускаемых напряжений

Чем выше расчетные (условно истинные) напряжения в связях, тем меньше их толщины и, соответственно, вес корпуса. Однако, проектант может повысить эти напряжения только до уровня допускаемых напряжений (нормативных ограничений). Уровень допускаемых напряжений удобно оценивать по коэффициенту допускаемых напряжений - , который не зависит от прочности стали и изменяется в диапазоне от 0, 3 до 0.9 для основных связей корпуса. Значение коэффициента регламентируется Правилами РС и снижается в зависимости от условий работы и степени ответственности связи, с увеличением размеров судна, при отказе от продольной системы набора в среднем районе корпуса. На рис.2.7.1 дан график изменения для днищевой обшивки в средней части судна при поперечной системе набора.

При увеличении длины судна с 12 до 65 м коэффициент допускаемых напряжений уменьшают с 0, 60 до 0, 45. При дальнейшем увеличении длины с сохранением поперечной системы набора значения неоднозначны, т.к. зависят от запасов общей прочности корпуса:

- при (запас = 0%) следует принять ;

- при (запас = 50%) следует принять ;

- при (запас ³ 100%) следует принять .

 

 

Рис.2.7.1 Изменение допускаемых напряжений ( ) с ростом длины судна

для днищевой обшивки в средней части при поперечной системе набора

 

Большие запасы позволяют повысить , но не более . Это же значение принимают в случае, если вместо поперечной применить продольную систему. Более того, продольную систему требуют Правила РС для наливных, навалочных и нефте-навалочных судов длиной 80 м и более в районе грузовых трюмов (танков). Неопределенность запасов общей прочности на ранних стадиях проектирования часто ведет к простому решению - предпочтению продольной системы уже при м.

На рис.2.7.2 представлены графики для определения коэффициентов допускаемых напряжений для листов и рамного набора в средней части корпусов длиной до 65 м. В оконечностях (до 0, 1L от перпендикуляров) значения увеличивают до величин соответствующих длине 12 м. Эти же значения можно использовать в среднем районе при переходе на продольную систему набора, кроме связей с комментарием «во всех случаях».

Принцип уменьшения допускаемых напряжений с удалением продольных связей от нейтральной оси – приближением к расчетной палубе и днищу, которые являются поясками эквивалентного бруса, достаточно очевиден.

В табл.2.7.1 даны рекомендуемые значения коэффициентов допускаемых напряжений для набора корпуса. Для продольных балок даны диапазоны, где меньшие значения относятся к средней части корпуса, а большие значения – к оконечностям (до 0, 1L от перпендикуляров). В промежуточных районах корпуса обычно используется линейная интерполяция для определения промежуточных значений.

Кроме этого, в табл.2.7.1 даны коэффициенты изгибающих моментов для балок набора, которые связаны с условиями их закрепления и окончания. Они также необходимы для расчета и проектирования балок.

 

 

 

Рис.2.7.2 Коэффициенты для пластин обшивок и продольного рамного набора

в средней части корпусов судов длиной 65 м:

1-обшивка днища и настил расчетной палубы (при их поперечной системе);

2-продольный рамный набор расчетной палубы (во всех случаях);

3-продольный рамный набор днища (во всех случаях),

-верх и низ продольных переборок и второго борта (при их поперечной системе);

4-настил второго дна и второй палубы (при их поперечной системе);

5-обшивка поперечных переборок, диафрагм и платформ (во всех случаях)

 

Таблица 2.7.1

Рекомендуемые коэффициенты и для набора

№	Наименование			Примечание
	Днищевой набор
1.1	Флоры		0, 60
1.2	Продольные балки днища		0, 45-0, 65	средняя часть-оконечность
1.3	Поперечные балки днища		0, 65	в т.ч. бракетных флоров
1.4	Продольные балки 2 дна		0, 60-0, 75	средняя часть-оконечность
1.5	Поперечные балки 2 дна		0, 75	в т.ч. бракетных флоров
1.6	Горизонтальные ребра жестк.		0, 50-0, 75	киля, днищевого стрингера
1.7	Вертикальные ребра жестк.		0, 75	если концы срезаны на ус
1.8			0, 75	если концы приварены
	Бортовой набор
2.1	Шпангоуты трюмные		0, 65	наружного борта
2.2			0, 75	внутреннего борта
2.3			0, 65	при наличии распорок
2.4	Шпангоуты межпалубные		0, 65	наружного борта
2.5			0, 75	внутреннего борта
2.6	Продольные балки борта		0, 45-0, 65	у днища и расчетн. палубы
2.7			0, 65	в середине борта
2.8	Бортовые стрингеры		0, 65
2.9	Ребра жесткости двойн. бортов		0, 75	диафрагм и платформ

 

 

Продолжение таблицы 2.7.1

Рекомендуемые коэффициенты и для набора

№	Наименование			Примечание
	Набор палуб
3.1	Карлингсы-комингсы		0, 35-0, 65	средняя часть-оконечность
3.2	Продольные подпалуб. балки		0, 45-0, 65	расчетной палубы
3.3			0, 75	других палуб
3.4	Бимсы		0, 65
	Набор переборок
4.1	Шельфы переборок		0, 75
4.2	Стойки переборок		0, 75
4.3	Вертикальные гофры		0, 75
4.4	Гориз. балки прод. переборок		0, 55-0, 75	у днища и расчетн. палубы

 

Предварительная оценка общей прочности корпуса

На ранней стадии проектирования желательно произвести экспресс-оценку общей продольной прочности корпуса судна. Это можно сделать после определения минимальных толщин и предварительного выбора по ним построечных значений толщин днища, борта и палубы. Примеры даны в табл.2.8.1.

Таблица 2.8.1

Примеры экспресс – оценок общей прочности корпуса

№	Пункт, источн.	Наименования связей, параметры и формулы	Разм-ность	Расчет, задано	Принято, примеч.
			см3
		– расчетная длина судна, – ширина судна, – ширина грузовых вырезов, – высота борта, - волновой коэффициент, - коэффициент общей полноты, - толщина настила палубы, - толшина обшивки борта, - толщина днищевой обшивки.	М м м м     мм мм мм	32, 7 7, 4 2, 0 4, 65 2, 8   0, 704
	Ф.7.3.1		см3
		-площадь сечения палубы	см2
		-площадь сечения бортов	см2
		-площадь сечения днища	см2
Общая прочность обеспечена с запасом:

 

Продолжение таблицы 2.8.1

Примеры экспресс – оценок общей прочности корпуса

№	Пункт, источн.	Наименования связей, параметры и формулы	Разм-ность	Расчет, задано	Принято, примеч.
			см3
		– расчетная длина судна, – ширина судна, – ширина грузовых вырезов, – высота борта, - волновой коэффициент, - коэффициент общей полноты, - толщина настила палубы, - толшина обшивки борта, - толщина днищевой обшивки.	м м м м     мм мм мм	100, 0 16, 3 8, 4 8, 4 7, 92   0, 76
	Ф.7.3.1		см3
		-площадь сечения палубы	см2
		-площадь сечения бортов	см2
		-площадь сечения днища	см2
Обеспечение общей прочности проблематично:

 

 

ДАВЛЕНИЯ И НАГРУЗКИ

Определение давлений и нагрузок для корпуса в целом можно произвести в специальном разделе ПЗ или в начале каждого раздела для конкретной конструкции. Последнее более удобно, но менее наглядно. Ниже рассмотрены основные виды нагрузок – моря, грузов и ледовых. Более детально нагрузки определяют Правила РС, в т.ч. от слеминга и швартовок.

Давления моря

Основным параметром расчетных нагрузок со стороны моря является волновой коэффициент, определяемый по формулам

при м,

при L м (3.1.1)

где - для неограниченного и I ограниченного района плавания;

- для II ограниченного района плавания;

- для района плавания II СП;

- для района плавания III СП

- для района плавания III

Расчетное давление (кПа) включает гидростатическую и волновую составляющие и определяется по формулам:

- ниже грузовой ватерлинии (координата z – от ГВЛ вниз к ОП)

, (3.1.2)

- выше грузовой ватерлинии (координата z – от ГВЛ вверх )

, (3.1.3)

где – коэффициент распределения давлений по длине судна, рис.3.1.1а.

Распределение давлений по контуру поперечного сечения судна показано на рис.3.1.1б.

 

а б

 

Рис. 3.1.1. Коэффициент распределения давлений k_x вдоль судна (а) и распределение давлений в поперечном сечении корпуса (б)

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: